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从线的长度,比如显卡,显存,北桥到DDR的走线等。
显卡
显存颗粒
上图是某笔记本显卡和显存部分的走线,我们看到,也是大量采用了“Z”字型的走线方法,其原因就如上文所说。下面是北桥到DDR的走线,道理是一样的。
北桥到DDR的走线
在FBS总线上有个小知识,对与FSB来说,虽然地址线应该有32根,也就是ADD[0…31],但实际上地址线只用到了ADD[3…31],而不是ADD[0…31],为什么呢?其实很简单,因为现在的CPU读取数据都是8位连读的,所以CPU只需要知道一个数据的首地址,其后的7个bit就会自动被读取。所以不需要ADD[0…2]这三位。如果对这点感到难以理解的读者,建议去看一下《微型机计算机原理与应用》,我想你很容易会找到答案。
想了解CPU为何自动降频?不知道VID怎么行!
从移动版的PIII开始,INTEL的CPU就多了一个输出VID的功能。其作用是实现CPU都具有自动降频的,在必要时,甚至会进入深睡眠、关闭内部时钟等情况。其具体流程是:CPU根据自身的状态输出VID到电源IC,电源IC接到VID后解码,并输出一个跟VID对应的CPU
北桥到DDR的信号线
地址线则在另外一层,如下图:
北桥到DDR的地址线
我们看到,这与数据线并不在同一层。而图中我们看到的Series Dampening resistors和Parallel Termination on both layers则是在DDR RAM那边特有的。其意思分别是串行衰减电阻和终端并行电阻。
衰减电阻和终端电阻之惑
我们先来解释一下串行衰减电阻和终端并行电阻。前者的意思是从北桥出发的每一根数据线,必须与一个电阻串联再到达DDR RAM部分。而后者的意思则是,在数据线到达DIMM1和DIMM2后,必须有一个在串联一个电阻后上拉到1.25V,也就是下图中的VTT。
具体的示意图:
衰减电阻和终端电阻的示意图
其中的RS就是所谓的串行衰减电阻(Resister Serial),而RT则是终端电阻(Resister Termination),而SO_DIMM0 PAD则是指DIMM的PIN脚。至于什么是DIMM?Dual In line Memory Module,字面翻译就是双列内存模块。
那为什么需要终端电阻呢?在进入DDR时代,DDR内存对工作环境提出更高的要求,如果先前发出的信号不能被电路终端完全吸收掉而在电路上形成反射现象,就会对后面信号的影响从而造成运算出错。因此目前支持DDR主板都是通过采用终结电阻来解决这个问题。
由于每根数据线至少需要一个终结电阻,这意味着每块DDR主板需要大量的终结电阻,这也无形中增加了主板的生产成本,而且由于不同的内存模组对终结电阻的要求不可能完全一样,也造成了所谓的“内存兼容性问题”。这点在DDR II上得到了比较完美的解决,我们在下面具体谈。
衰减电阻
终端电阻
上图中,蓝色框是北桥,红色框内是衰减电阻,而黄色框内则是终端电阻(看到框框边上一大块绿色的铜皮了吗?这是VTT 1.25V哦!)。我们看到,其走线的顺序也是跟上面示意图一致(从北桥经过衰减电阻到DIMM的PIN脚,然后接终端电阻到VTT)。
北桥:DDR单/双通道区别到底在哪里?
而DDR SDRAM的接法有双通道和单通道之分。
相对于传统的单通道而言,双通道DDR 技术是一种新的内存控制技术,它和双通道RDRAM 技术非常相类似,是在现有的DDR 内存技术上,通过扩展内存子系统位宽使得内存子系统的带宽在频率不变的情况提高了一倍:即通过两个64bit 内存控制器来获得128bit 内存总线所达到的带宽。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器,两个内存控制器都能够在彼此间零等待时间的情况下同时运作。当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制器A就在读/写主内存,反之亦然,这样的内存控制模式可以让等待时间缩减50%。
双通道技术显然需要北桥的支持,INTEL的855芯片组并不支持双通道DDR I,比较搞笑的是在CENTRIO平台的时候,VIA的一些芯片组能支持双通道内存技术而INTEL不能,呵呵。
下图是单通道DDR-I内存的示意图,左边的信号来自北桥。如果是双通道的话要加上另一组DDR与北桥的接口。双通道对于单通道来说能显著加快内存数据和CPU的交换速度,但是出于PCB布线的考虑,双通道明显增加了线的数目,增大了布线的难度,并由此产生的成本问题对企业来说更为敏感。
单通道DDR RAM的物理连接
这里也有RS和RTT,其意义和上文所说的串行衰减电阻和终端并行电阻一致。
转换思路 问题迎刃而解 DDR II的新创意
在最新的DDR II上,主板设计上已经取消了部分信号的衰减电阻和终端电阻,而将其集成于内存上。
我们称这DDR II的新特性为ODT功能,即On Die Terminator(内建终端电阻器)。当在DRAM模块工作时把终结电阻器关掉,而对于不工作的DRAM模块则进行终结操作,起到减少信号反射的作用(注:ODT的开启与禁止由北桥芯片控制,ODT所终结的信号包括DQS、RDQS、DQ等等,可参考单通道DDR-I内存的示意图)。
这样可以产生更干净的信号品质,从而产生更高的内存时钟频率速度。而将终端电阻设计在内存芯片之上还可以简化了主板的设计,降低了主板的成本,而且终端电阻可以和内存颗粒的"特性"相符,从而减少内存与主板的兼容问题的出现。
DDR II内存
DDR II内存
内存卡槽
已经砍掉部分终端电阻的DDR II的主板
如图,DDR II的插槽边上已经没有了终端电阻,这样在设计上将更为简便,布局也会更加合理。
本文小结与中篇预告
由于篇幅关系,本文的上篇就先写到这里。在这里我们首先讨论了当前笔记本的基本架构以及在FSB和DDR走线方面的一些设计技巧,另外还有一些技术性比较强的知识,比如衰减电阻,终端电阻等等。
我相信很多朋友都意犹未尽,让我们在中篇中继续我们的话题。在中篇中,我们会谈到一些问题,比如:
1,当前笔记本的显示单元,以及MXM技术
2,HUB-LINK技术
3,IDE接口,并比较详细的讨论SATA和PATA的区别和性能情况
4,PCI总线和最新的PCI-E总线的区别
5,AC97规范,在这里我们会谈到AC97上的声卡,MODEM,BMDC(如果你是IBM的FANS,我相信你一定知道这是什么东西哦!)的实现,这个非常有趣。
6,USB口的实现,将涉及到其硬件部分的设计。这也许对DIYER有比较大的帮助。
所所结束语:好啦,今天的教学课就上到这里,打铃了,同学们都可以去吃饭了,一定要记好笔记哦。有不明白的问题可以在文章后面的读者评论中提出,老师会随时答疑的。 |